选择性沉积氮化硅的方法及包括氮化硅层的结构与流程

本公开总体涉及形成薄膜的方法和包括该薄膜的结构。更具体地，本公开涉及形成包括氮化硅层的结构的方法以及包括这种层的结构。

背景技术：

1、氮化硅膜用于各种各样的应用。例如，氮化硅膜可用于在电子器件形成过程中形成的结构上形成绝缘区、蚀刻停止区、抗蚀刻保护区等。

2、为了形成包括氮化硅的区域或特征，氮化硅膜通常沉积到衬底表面上。然后使用例如光刻法对沉积的膜进行图案化，然后蚀刻该膜以去除一些氮化硅，从而形成包括剩余氮化硅材料的所需特征或区域。随着器件特征尺寸不断减小，图案化和蚀刻氮化硅膜以形成所需尺寸的图案化氮化硅特征或区域变得越来越困难。此外，光刻和蚀刻步骤会增加与器件制造相关的成本，并增加器件制造所需的时间量。

3、最近，已经开发了在衬底表面的一部分上选择性地形成氮化硅的技术。这种技术通常包括在沉积前化学修饰表面。虽然这些技术在某些应用中可以很好地工作，但这些技术会在衬底表面上引入不希望的污染。这种过程还会增加形成结构的过程的复杂性。

4、因此，需要用于形成包括氮化硅膜的结构的改进方法。

5、本部分中阐述的任何讨论，包括对问题和解决方案的讨论，已经包括在本公开中，仅仅是为了提供本公开的背景。这种讨论不应被视为承认任何或所有信息在本发明被做出时是已知的，或者构成现有技术。

技术实现思路

1、本公开的各种实施例涉及在衬底表面上选择性地沉积氮化硅的方法。虽然下文更详细地讨论了本公开的各种实施例解决现有方法的缺点的方式，但总体而言，本公开的各种实施例提供了相对于第二表面(例如第二材料)在第一表面(例如第一材料)上选择性地沉积氮化硅的改进方法。

2、根据本公开的至少一个实施例，提供了一种相对于第二表面在第一表面上选择性地沉积氮化硅的方法。该方法可以包括在反应器的反应室内提供衬底，执行一个或多个沉积循环，以及执行处理过程。根据本公开的示例，衬底可以包括包含第一材料和第二材料的表面。根据进一步示例，执行一个或多个沉积循环的步骤包括在前体脉冲周期内将硅前体脉冲到反应室，向反应室提供反应物气体，以及在沉积等离子体周期内提供沉积等离子体功率，以从反应物气体形成活性物质。根据进一步示例，执行处理过程的步骤包括向反应室提供处理气体，并在处理等离子体周期内提供处理等离子体功率，以从处理气体形成活性物质。反应物气体可以包括反应物和处理气体。根据本公开的示例，在执行处理过程期间处理气体的流量大于在执行一个或多个沉积循环的步骤期间处理气体的流量。第一表面可以包括例如氮化硅或硅等。第二表面可以包括金属氧化物、氧化硅、金属等。硅前体可以包括硅烷、甲硅烷基胺、氨基硅烷、卤化硅化合物等中的一种或多种。根据进一步示例，沉积等离子体功率大于处理等离子体功率。根据进一步示例，在执行一个或多个沉积循环期间反应室内的压力大于在执行处理过程期间反应室内的压力。根据另外示例，处理气体不包括反应物。根据进一步示例，沉积等离子体周期的持续时间小于处理等离子体周期的持续时间。该方法可以包括在一个或多个沉积循环之后和在处理过程之前的过渡周期。根据示例，在过渡周期期间反应室内的压力降低。根据另外示例，在过渡周期期间流向反应室的处理气体的流量增加。

3、根据本公开的附加实施例，提供了一种结构。结构可以包括衬底和氮化硅层，该衬底包括包含第一材料和第二材料的表面，该氮化硅层相对于第二材料选择性地形成在第一材料上。可以使用这里描述的方法形成氮化硅层。

4、根据本公开的另外实施例，提供了一种系统。系统可以包括反应器，该反应器包括反应室和控制器，该控制器配置为执行本文所述的方法。

5、通过参考附图对某些实施例的以下详细描述，这些和其他实施例对于本领域技术人员来说将变得显而易见。本发明不限于所公开的任何特定实施例。

1.一种选择性沉积氮化硅的方法，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一材料包括氮化硅或硅。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二材料包括金属氧化物、氧化硅或金属。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述反应物包括氮气(n2)、氢气(h2)、氩气(ar)、氦气(he)中的一种或多种。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述处理气体包括氢气(h2)、氮气(n2)、氩气(ar)、氦气(he)中的一种或多种。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述硅前体包括硅烷、甲硅烷基胺、氨基硅烷和卤化硅化合物中的一种或多种。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述沉积等离子体功率大于所述处理等离子体功率。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，在执行一个或多个沉积循环期间所述反应室内的压力大于在执行所述处理过程期间所述反应室内的压力。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在执行一个或多个沉积循环期间所述反应室内的压力比在执行所述处理过程期间所述反应室内的压力大至少2.5倍。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述处理气体不包含所述反应物。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中，在执行所述处理过程期间所述处理气体的流量大于在执行一个或多个沉积循环的步骤期间所述处理气体的流量。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，在执行所述处理过程期间所述处理气体的流量大于在执行一个或多个沉积循环的步骤期间所述处理气体的流量的10倍。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，包括在执行所述处理过程之前重复所述一个或多个沉积循环。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中，所述沉积等离子体周期的持续时间小于所述处理等离子体周期的持续时间。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其中，在多个沉积循环期间，所述处理气体连续地流向所述反应室。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，其中，在所述一个或多个沉积循环和所述处理过程循环期间，所述处理气体连续地流向所述反应室。

17.根据权利要求1-16中任一项所述的方法，其中，所述方法包括在所述一个或多个沉积循环之后和在所述处理过程之前的过渡周期。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，在所述过渡周期期间所述反应室内的压力降低。

19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，在所述过渡周期期间流向所述反应室的所述处理气体的流量增加。

20.一种结构，包括：

21.一种系统，包括：